李儒泉

（中國能建葛洲壩集團(tuán)機(jī)電建設(shè)有限公司，四川成都 610091）

0 引言

為了大幅提升水電站運(yùn)行質(zhì)量及效率，應(yīng)基于現(xiàn)代科技，為發(fā)電機(jī)組的油壓裝置創(chuàng)設(shè)自動控制體系[1]。該類控制體系常會出現(xiàn)故障，需要科學(xué)地加以解決，以達(dá)到自動控制發(fā)電機(jī)組體系油壓裝置的目的。應(yīng)全面了解油壓裝置有關(guān)控制體系特點(diǎn)和總的運(yùn)行狀況，提出有效的處理方案，確保水電站的正常運(yùn)行及穩(wěn)健發(fā)展[2]。

1 嚴(yán)控油壓控制故障的必要性

在現(xiàn)代水電站油壓裝置負(fù)責(zé)貯存高壓油，是機(jī)組調(diào)節(jié)、啟停的基礎(chǔ)動力源[3]。水輪機(jī)組無論位于運(yùn)行或暫停的狀態(tài)，均需要控制油壓裝置整體狀態(tài)正常，以確保機(jī)組運(yùn)行的整體安全性。油壓裝置控制體系屬于維持油壓裝置順暢運(yùn)行的設(shè)備，需要一直控制油壓可靠穩(wěn)定，以滿足機(jī)組需要。在整個油壓裝置控制體系存在眾多組成部分，不可避免地會出現(xiàn)故障。所以在水電站運(yùn)行中，控制系統(tǒng)領(lǐng)域的故障還有多元化的特點(diǎn)，并且?guī)Ыo機(jī)組嚴(yán)重的運(yùn)行威脅，甚至釀成嚴(yán)重的事故。由此可見，需要嚴(yán)控水電站油壓裝置控制體系的故障，以維持水電站的健康運(yùn)行[4]。

2 水電站油壓裝置常見控制體系故障

2.1 人為錯誤操作

在水電站中，人為錯誤操作往往會帶給油壓裝置突發(fā)性停機(jī)故障，并影響到站內(nèi)控制體系的整體固有性能。究其原因是部分操作人員沒有執(zhí)行特定操作流程來操作油壓裝置，迫使體系失靈或呈現(xiàn)體系運(yùn)行故障[5]。錯誤人為操作還極有可能危及油壓裝置的具體運(yùn)行性能，或危及到工作人員安全性。所以，針對錯誤操作下的油壓裝置類型故障，要求大力規(guī)避。

2.2 體系控制回路不夠科學(xué)

在控制油壓裝置的體系內(nèi)，一般需要含有相同體系控制回路下的兩臺油泵，并經(jīng)由繼電器來靈活調(diào)控整個體系的運(yùn)行工況。體系繼電器就油泵卸載、加載方面的操作，均可以實(shí)現(xiàn)有效控制目標(biāo)?；赑LC 程序體系的輔助，通過系統(tǒng)繼電器，在外部驅(qū)動程序的指揮下順利完成加載處理，同步卸載、加載這兩臺體系油泵。從油壓裝置角度進(jìn)行考慮，倘若挑選了以上方式來控制體系回路，會促使油泵出口處承擔(dān)太大的體系壓力，并且自動異常補(bǔ)氣（表1）。以上的油壓裝置控制模式，還極有可能會呈現(xiàn)太大的體系啟動力矩，很難成功完成體系啟動操作[6]。

表1 Ⅱ號機(jī)油壓裝置補(bǔ)氣事件

2.3 PLC 程序有缺陷

在程序控制方面的缺陷，作為控制體系內(nèi)固有的一類缺陷，將會引起水電站的突發(fā)性全面停機(jī)狀況，還會危及到操作人員的安全。就工作下的油壓裝置而言，體系裝置倘若呈現(xiàn)驟降油罐壓力或急速降低油液體位的現(xiàn)象，便意味在PLC 程序中已有特定固有類型的程序缺陷。例如在對備用泵啟動中，若油位相對較低，便會閉鎖掉泵體。

3 處理控制體系故障的有效措施

據(jù)以上對常見故障進(jìn)行的分析可知，水電站的油壓裝置控制體系難以完全、徹底地防止體系故障發(fā)生。一般控制油壓裝置的體系突發(fā)故障，就會嚴(yán)重?fù)p害體系功能，還會危及到操作人員的個體安全。針對油壓裝置控制體系，倘若要徹底消除掉故障，就應(yīng)緊密關(guān)注整個系統(tǒng)內(nèi)潛存故障的可能性，提出系統(tǒng)故障的有效防控方法、路徑。在當(dāng)前的工作實(shí)踐中，水電站為了控制油壓裝置的體系，應(yīng)強(qiáng)化以下故障處理的措施要點(diǎn)。

3.1 系統(tǒng)經(jīng)常展開檢測維修

在水電站當(dāng)中，歷經(jīng)長時間的油壓裝置運(yùn)行后，不免會突然在某些部位呈現(xiàn)出系統(tǒng)故障。在該狀態(tài)下，就需要技術(shù)人員經(jīng)常認(rèn)真查看油壓裝置體系，以防呈現(xiàn)特定位置的系統(tǒng)運(yùn)行工作缺陷。同時，水電企業(yè)還應(yīng)高度重視系統(tǒng)內(nèi)潛在類型的故障風(fēng)險，應(yīng)對其保持相當(dāng)敏銳的察覺能力，從而基于一定的措施手段，來全方位檢修整個水電站體系。

水電企業(yè)唯有做好定期檢修油壓裝置控制體系的工作，才可以及時找到油壓裝置中的缺陷，再及時修復(fù)相應(yīng)的故障。油壓裝置內(nèi)存在很復(fù)雜的控制體系組成部分，要求因地制宜地做好系統(tǒng)維護(hù)及檢修工作。為應(yīng)對種類各異的控制體系故障，要求檢修技術(shù)員通過特定的方式方法展開維修，以防頻繁呈現(xiàn)體系油壓過低或其他類型的系統(tǒng)故障。

體系日常的運(yùn)維工作，需要技術(shù)人員全方位嚴(yán)密關(guān)注控制維護(hù)、油壓裝置體系的工作。針對水電站既有的體系檢修、維護(hù)制度，均要求不斷強(qiáng)化優(yōu)化措施，嚴(yán)禁體系潛藏故障風(fēng)險。尤其是有些水電站購置的發(fā)電機(jī)變頻器體系油壓裝置已經(jīng)投入運(yùn)行多年，大多嚴(yán)重老化，以至于近些年來頻頻出現(xiàn)故障，不利于油壓裝置及整個機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。就此，便需要水電站及時更換油壓裝置體系變頻器，更安全、可靠地確保油壓電機(jī)、體系組合閥整體運(yùn)行的可靠度，以及控制油壓裝置、回路、機(jī)組的整體運(yùn)行效果。

3.2 改善油泵加卸載回路

油泵加卸載的回路體系頻頻呈現(xiàn)出故障，迫使水電站頻繁發(fā)生停機(jī)現(xiàn)象。為了有效避免這種故障，急需改善既有的油泵體系回路，保障通過正確的方式，來加卸載油泵設(shè)備。應(yīng)先改進(jìn)體系，再改造體系內(nèi)部的繼電器為共用的，并同步控制兩個對應(yīng)的體系電磁閥。技術(shù)人員應(yīng)在體系控制盤的有關(guān)部位，統(tǒng)一安裝必要的繼電器。

3.3 完善體系既有PLC 自動化控制程序

在水電站體系內(nèi)，相關(guān)控制程序是否完善健全，直接關(guān)乎著控制體系日常運(yùn)行的整體性能情況。對于PLC 控制油壓裝置的體系程序，很關(guān)鍵的地方就是平添適宜的程序片段，并徹底消除掉油泵呈現(xiàn)出低壓力閉鎖、油罐低油位運(yùn)行類型隱患。根據(jù)這些思路改進(jìn)完善既有的PLC 控制程序，要求技術(shù)人員重新定義既有的統(tǒng)一加卸載油泵運(yùn)行工作方式，才可防止因不當(dāng)?shù)腜LC 程序引起整個油壓裝置呈現(xiàn)失靈情況。針對壓力變送控制器呈現(xiàn)失電的狀況，就應(yīng)啟動油泵，全面操作閉接點(diǎn)。如果壓力變送器丟失模擬量信號，便可判斷此點(diǎn)PLC 的故障。然后在PLC 程序中，根據(jù)失電時呈現(xiàn)的變送壓力控制器各個接點(diǎn)、不同模擬量信號的具體狀態(tài)，來科學(xué)編制PLC 程序，并在油泵體系啟動邏輯中納入此程序，以正常閉鎖油泵啟動。

4 油壓裝置控制體系故障處理實(shí)例

在魯?shù)掳退娬?，使用的調(diào)速器油壓裝置為4.0 MPa 機(jī)組額定壓力，主要部件有油罐、油泵、回油箱、控制及自動化體系、現(xiàn)場電磁閥。在各類體系設(shè)施中，控制變送壓力控制器與體系內(nèi)的油罐連接，并統(tǒng)一設(shè)定電源電壓為交流220 V。基于變送壓力控制器，全面控制油壓裝置既有存在的接點(diǎn)信號、開關(guān)量。在PLC 的控制體系方面，主要設(shè)計(jì)的是開關(guān)模擬量輸入模塊，并限定體系模擬量信號20 mA。

在實(shí)際的運(yùn)行中，該體系中突然不能檢測出交流電源，并且壓力變送裝置發(fā)生顯著性裝置失電情況。基于此，技術(shù)人員宜詳盡檢查交流電源出現(xiàn)這些故障的根源，總結(jié)歸納出潛藏的油壓裝置事故隱患。基于PLC 控制模式，直接開啟連接油罐的體系安全閥，便能夠觀察到明顯減小油壓的狀況。再基于接入的監(jiān)控LCU（Local Conrtol Unit，就地控制單元），直接修復(fù)體系內(nèi)部的基礎(chǔ)油泵設(shè)施。還需要在油罐內(nèi)增添一個無源開關(guān)，向模塊輸入PLC 開關(guān)量信號，再經(jīng)由PLC 串接此信號到停止油泵的體系程序內(nèi)，并向監(jiān)控LCU輸送油壓裝置體系故障信號。通過試驗(yàn)壓力變送控制器，統(tǒng)一失電后控制無源壓力開關(guān)正確動作，則可閉鎖油泵啟動并上報中控室故障信號，以便及時予以處理，最后實(shí)現(xiàn)油壓裝置故障完全消除目的，確保了油壓裝置、機(jī)組整體運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。

5 結(jié)語

在現(xiàn)代水電站中，一旦控制油壓裝置體系發(fā)生故障，便會引起巨大損失，加之控制油壓裝置的基礎(chǔ)設(shè)備還十分繁雜，且故障種類繁多、危害極大。水電站應(yīng)深入展開分析，并及時采取行之有效的處理措施徹底消除故障，確保油壓裝置整體運(yùn)行的可靠性，提升機(jī)組體系的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。